Einrichtung zum selbsttätigen Gangschalten eines Getriebes Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum selbsttätigen Gangschalten eines Getriebes mit einem Steuerorgan, das einerseits von dem mit einer massgeblichen Betriebsgrösse des Getriebes sich ändernden Druck eines Mediums (z. B. Luft, l), vorzugsweise in Abhängigkeit von der Abtriebsdreh- zahl des Getriebes, und andererseits von einer der Wirkung der Betriebsgrösse entgegenwirkenden Kraft (z. B.
Feder oder ein anderer Druck), im folgenden kurz Primärkraft> genannt, beeinflusst wird, insbe sondere für Kraftfahrzeuge. Im allgemeinen wird als Medium Öl und zur Erzeugung des Druckes eine Kreiselpumpe oder meist eine Zahnradpumpe ver wendet, wobei die Zahnradpumpe gegen eine Drossel fördert, damit ein z. B. mit der Abtriebsdrehzahl wachsender Druck erzielt wird.
Der Nachteil solcher Steuerungen besteht darin, dass der Druckunterschied des Mediums zwischen dem untersten und obersten Gang des Getriebes so gross ist, dass man Schwierigkeiten hinsichtlich der Auslegung der Steuerorgane hat. Besonders gross sind die Schwierigkeiten bei Verwendung einer Pumpe, deren Druck quadratisch mit der Pumpen drehzahl wächst. Wählt man hierbei im obersten Gang einen Druck von solcher Grösse, dass. die Federn des Steuerorgans noch erträgliche Ausmasse aufweisen, so wird der Druck für den Gangwechsel vom untersten zum nächsthöheren Gang sehr niedrig sein. Die Steuerglieder erhalten hierbei so schwache Federn, dass u. U. die Reibung der Steuerglieder nicht überwunden wird. Eine sichere Schaltung der unteren Gänge ist somit nicht gewährleistet.
Anderer seits würde bei einem die unteren Gänge mit einem höheren Druck betriebssicher schaltenden Steueror gan die Feder für den oberen Gangbereich wegen des sehr hohen Druckes zu voluminös ausfallen. Würde beispielsweise bei einer eine Zahnrad pumpe aufweisenden Gangwechseleinrichtung der Gangwechsel vom dritten zum vierten Gang bei 50<B><I>%</I></B> der Höchstgeschwindigkeit eines Fahrzeuges, der Gangwechsel vom zweiten zum dritten Gang bei 50 % der Endgeschwindigkeit im dritten Gang (= 25 Klo der Höchstgeschwindigkeit) und der Gang wechsel vom ersten zum zweiten Gang bei 50 % der Endgeschwindigkeit im zweiten Gang (= 12,5 % der Höchstgeschwindigkeit)
erfolgen und würde als be triebssicherer Minimalschaltdruck ein Druck von 1 atü angesehen, so würde aufgrund der quadratischen Zunahme des Druckes in Abhängigkeit von der Drehzahl bei der Umschaltung vom dritten zum vier ten Gang der 16-fache Betrag des vorgenannten Druckwertes, d. h. 16 atü Schaltdruck, und bei der Endgeschwindigkeit der 64-fache Betrag, d. h. 64 atü, erreicht werden. Es leuchtet ein, dass für eine Steuer einrichtung mit solchen Drücken der Bau- und Platz- aufwand erheblich ist.
Zu diesem Mangel kommt der weitere Nachteil hinzu, dass die Pumpe bei derartig hohen Drücken grossen Lagerdrücken und sonstigen Belastungen ausgesetzt ist und eine erhebliche Antriebsleistung erfordert, die den Wirkungsgrad der Kraftübertra- gungsanlage spürbar herabsetzt. Bei dem obenge nannten Beispiel würde die Zahnradpumpe bei der Höchstgeschwindigkeit einen Druck von 64 atü er zeugen, was sich selbstverständlich auf die Wirt- schaftlichkeit der Anlage merklich auswirkt.
Man hat diese Nachteile bereits mittels einer einen drehzahlabhängigen Stufendruck erzeugenden Einrichtung zu beheben versucht. Hierbei fördert eine Zahnradpumpe gegen ein federbelastetes Druck ventil. Bei einem bestimmten Druckwert gibt das Druckventil eine solche Abflussöffnung frei, dass nunmehr der Druck trotz steigender Drehzahl und somit steigender Förderung solange nicht wächst, bis durch ein Fliehgewicht eines Fliehkraftreglers diese Abflussöffnung abgesperrt wird.
In diesem Augen blick steigt der Druck ruckartig an und öffnet da durch eine weitere federbelastete Abflussöffnung, so dass nunmehr der Druck trotz wachsender Drehzahl wiederum so lange nicht ansteigt, bis ein anderes Fliehgewicht auch diese Abflussöffnung absperrt. Man hat es zwar hierbei in der Hand, einen nicht zu hohen Enddruck und trotzdem einen betriebssicheren Minimalschaltdruck zu wählen, aber der Bauaufwand des Fliehkraftreglers ist erheblich.
Die vorliegende Erfindung soll denselben Zweck mit erheblich geringerem Bauaufwand erreichen, nämlich die Schaltdrücke in betriebssicheren und an nehmbaren Grenzen zu halten und zugleich den Motor und die Kraftübertragungselemente nicht mit der Erzeugung hoher Schaltdrücke zu belasten.
Er- findungsgemäss wird bei einer Einrichtung zur selbst tätigen Gangschaltung eines Getriebes, wie sie ein gangs beschrieben worden ist, vorgeschlagen, dass der Leitung für das Druckmedium zum Steuerorgan für mindestens einen Gangschaltpunkt je eine mittels eines oder je eines Ventils absperrbare und in einen Raum mit einem gegenüber dem Druck des Mediums (Umschaltdruck) niedrigeren Druck führende öff- nung zugeordnet wird, dass ferner jedes der Ventile so ausgebildet wird, dass es vom Druck des Mediums gegen die Primärkraft betätigt wird, wobei die Pri märkraft derart bemessen ist,
dass das Ventil ledig lich bei Erreichen des dem zugehörigen: Gangschalt- punkt entsprechenden Druckes des Mediums (Um schaltdruck) und bei höheren Drücken geöffnet ist, und dass schliesslich die Öffnung einen solchen Querschnitt aufweist, dass bei geöffnetem Ventil der Druck in der Leitung zum Steuerorgan zumindest auf der Höhe des Umschaltdruckes gehalten wird.
Durch die Erfindung soll es ermöglicht werden, die Differenz zwischen dem Druck beider untersten Gang schaltung und dem Druck bei der höchsten Getriebe drehzahl zu vermindern. Die Gangschaltpunkte lier gen dann nicht mehr wie bei Benutzung der üblichen Gangschalteinrichtungen auf einer einzigen, den Druck in Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl an zeigenden Druckparabel,
sondern jeder Gangschalt- punkt liegt auf einer gesonderten Druckparabel, wobei die Parabeln mit den Gangschaltpunkten der oberen Gänge flacher verlaufen als die Parabeln mit den Gangschaltpunkten der unteren Gänge. Trotzdem kann der Druckunterschied von einem zum nächsten Gangschaltpunkt so gross gewählt werden, dass eine ausreichend sichere Gangschaltung gewährleistet ist.
Die Erfindung eignet sich naturgemäss insbeson dere für ein Getriebe mit einer hohen Gangzahl, bringt aber auch Vorteile bereits bei einem Getriebe mit nur einem einzigen Gangschaltpunkt, insofern nämlich, als bei Drehzahlen oberhalb des einzigen Gangsehaltpunktes ein erheblicher Druckanstieg un- terbunden und damit der Wirkungsgrad des Getriebes erhöht werden kann.
Für die Betätigung der Ventile in Abhängigkeit des Druckes des Mediums gibt es mehrere Möglich keiten. Zunächst können die Ventile von einem oder mehreren gesonderten, von den Steuerorganen unab hängigen druckbeaufschlagten Schaltkolben betätigt werden, deren Schaltcharakteristiken denen der die Gangschaltungen steuernden Steuerorgane gleichen. Diese Schaltkolben brauchen nicht in der Nähe der Steuerorgane angeordnet zu werden. Eine andere zweckmässige Betätigung der Ventile besteht darin, dass diese jeweils von dem entsprechenden Steueror gan nicht nur die Gangschaltung einleitet, sondern zusätzlich elektrische Kontakte zur Betätigung der Ventile schliesst bzw. öffnet.
Man spart hierbei die Schaltkolben und kann trotzdem die Ventile unab hängig vom Standort des Steuerorgans unterbringen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung soll jedes der Ventile mit dem entsprechenden Steuerorgan formschlüssig verbunden werden. Man spart hierbei an übertragungselementen zur Betätigung der Ven tile, ist jedoch daran gebunden, die Ventile in der Nähe der Steuerorgane anzuordnen, sofern man nicht aufwendige Hebelübertragungen in Kauf nehmen will.
Bei einer Gangschalteinrichtung, bei der das Steuerorgan zumindest einen vom Druckmedium be- aufschlagten Kolben aufweist, wird als besonders vorteilhaft vorgeschlagen, dass der vom Druckme dium beaufschlagte Kolbenteil zugleich einen Teil des Ventiles bildet und eine in den den Kolben umgeben den Zylinder einmündende Bohrung oder Leitung je nach Stellung des Kolbens freigibt oder absperrt.
Bei einer derartigen Anordnung wird eine weitere Ver minderung des Bauaufwandes erzielt, insofern näm lich, als nunmehr der als Steuerorgan für den Gang wechsel dienende Kolben selbst einen Teil der Ven tile darstellt, so dass gesonderte Ventile entfallen.
Zweckmässigerweise kann ferner jeder der öff- nungen mit Ausnahme der öffnung für den obersten Gangschaltpunkt eine in an sich bekannter Weise einstellbare Drossel nachgeschaltet werden. Hier durch lassen sich die zu den einzelnen Gangschalt- punkten zugehörigen Drücke genau festlegen oder gegebenenfalls ändern. Ferner kann durch diese Massnahme für verschiedene Getriebearten ein- und dieselbe Gangschalteinrichtung benutzt werden.
Da die dem obersten Gangschaltpunkt zugeordnete öff- nung keinen Einfluss auf die Umschaltung des Ge triebes hat, braucht sie nicht einstellbar ausgebildet zu sein.
Bei einem von einem Verbrennungsmotor ange triebenen Getriebe, bei dem die Gangschaltung in Abhängigkeit nicht nur einer Betriebsgrösse des Ge triebes, sondern auch einer Betriebsgrösse des Motors erfolgt, kann zweckmässigerweise die Gang schalteinrichtung so ausgebildet sein, dass die dem Druckmedium über das Ventil entgegenwirkende Pri märkraft mit der Betriebsgrösse des Motors wächst. Beispielsweise kann als Primärkraft der von einer motorangetriebenen Pumpe erzeugte Druck verwen det werden, der auf einen Kolben wirkt, der in ent- gegengesetzter Richtung vom Druckmedium beauf schlagt wird.
Eine andere Beeinflussung der Gang schaltung kann dadurch erreicht werden, dass das Widerlager der Feder bzw. Federn o. dgl. des oder der Ventile in Federverstellrichtung axial verschieb bar ausgebildet und, wie an sich bekannt, mit dem Gashebel des Motors verbunden wird, und zwar der art, dass bei einer einer höheren zugeführten Kraft stoffmenge entsprechenden Gashebelstellung die Feder eine höhere Federspannung aufweist.
Der Erfindungsgegenstand ist in den Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert. Hier bei stellen dar; Fig. 1 ein Vierganggetriebe mit einer für jeden Gangumschaltpunkt je einen Kolben und je eine öff- nung aufweisenden und von der Gashebelstellung beeinflussbaren selbsttätigen Gangschalteinrichtung, Fig. 2 ein Schaubild der Gangschaltdrücke in Ab hängigkeit der Getriebeabtriebsdrehzahl gemäss der Gangschalteinrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine selbsttätige Gangschalteinrichtung für ein Zweiganggetriebe mit einem von dem Steuerkol ben formschlüssig betätigten Ventil, Fig.4 eine einen einzigen Kolben aufweisende Gangschalteinrichtung für ein Dreiganggetriebe, die ein zu einer Öffnung führendes Ventil elektrisch be tätigt, Fig. 5 eine gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 veränderte Gangschalteinrichtung, bei der statt der Federn ein Druck die Primärkraft ausübt,
und Fig. 6 eine vom Steuerorgan für den Gangwechsel unabhängige Ventilanordnung mit einem für alle Ventile gemeinsamen Absperrorgan in Form eines Längsschiebers.
Bei der Antriebsanlage nach Fig. 1 ist die Aus gangswelle 2 eines Verbrennungsmotors 1 mit einer zwei Stirnräder 4, 5 tragenden Welle 3 gekuppelt. Das Stirnrad 4 kämmt mit einem weiteren auf einem Hohlwellenteil 7 sitzenden Stirnrad 6. Der Hohlwel- lenteil trägt ferner die nicht im einzelnen dargestell ten Primärteile von drei Strömungskreisläufen 8, 9, 10, deren ebenfalls nicht gezeichneten Sekundärteile mit einer gemeinsamen, als Abtrieb dienenden zen tralen Welle 11 verbunden sind. Das Stirnrad 6 treibt ferner eine Füllpumpe 12 des Strömungsgetriebes 8 bis 10 an.
Die Kreisläufe 8, 9, 10 bewirken je nach Füllung die drei unteren Gänge dieses Viergangge triebes und sind beispielsweise als drei Strömungs- wandler mit untereinander unterschiedlicher überset- zung ausgebildet. Der Kreislauf für den dritten Gang kann auch als Strömungskupplung ausgebildet sein. Das Einschaltender Gänge erfolgt durch Füllen des betreffenden Kreislaufs mit Arbeitsflüssigkeit über Leitungen 13, 14, 15, während die anderen Kreisläufe entleert sind bzw. werden.
Das Stirnrad 5 kämmt mit einem auf der Ab triebswelle 11 lose drehbar angeordneten Stirnrad 16, an dessen Stirnflansch 17 eine auf dieser Welle dreh- fest angeordnete, aber axial verschiebliche Kupp lungshälfte 18 angepresst werden kann, und zwar mittels eines Hebels 19, der von einem vom Druck der Pumpe 12 gegen die Kraft einer Feder 20 beauf- schlagten Kolben 21 betätigt wird. Diese Reibkupp lung 17, 18 bewirkt bei ihrem Einschalten den ober sten Gang, wobei die Strömungskreisläufe 8, 9, 10 entleert sind.
Für die selbsttätige Gangschaltung des Getriebes ist eine Gangschalteinrichtung 22 vorgesehen, die im wesentlichen aus drei Mehrfach-Kolben 23, 24, 25 und aus drei Öffnungen 34a, 34b, 28 besteht. Die Kol ben steuern zunächst mit ihren oberen Teilen den Zufluss der von der Füllpumpe 12 über eine Leitung 29 kommenden Arbeitsflüssigkeit, und zwar je nach Stellung der einzelnen Kolben über zu den Kreisläu fen 8, 9, 10 führende Leitungen 13, 14, 15 oder über eine zum Kolben 21 führende Leitung 59. Dabei werden die entsprechenden Gänge wirksam.
Die Stel lung der Kolben 23, 24, 25 hängt einerseits von der Höhe des die Kolben an ihrem unteren Ende beauf- schlagenden Druckes ab, andererseits von der Steifig- keit der Federn 30, 31, 32. Der die Kolben 23, 24, 25 an den unteren Stirnflächen 23a, 24a,<I>25a</I> beauf- schlagende Druck wird von einer Zahnradpumpe 33 erzeugt und über eine Leitung 34 zu den Kolben ge leitet. Der Antrieb der Pumpe 33 erfolgt von der Ab triebswelle 11 des Getriebes und weist somit eine zu den Drehzahlen der Abtriebswelle 11 proportionale Drehzahl auf.
In der Leitung 34 befindet sich eine mittels einer Schraube 35 einstellbare Drosselöffnung 36, die dazu dient, einen Teil des von der Pumpe 33 geförderten Mediums abfliessen zu lassen; und damit in der Leitung 34 einen mit der Antriebsdrehzahl der Pumpe steigenden Schaltdruck zu bewerkstelligen.
Wäre nur diese Drossel 35, 36 in der Gangschah einrichtung vorhanden, so würde der Schaltdruck etwa mit dem Quadrat der Drehzahl nach einer Para bel ansteigen, und die Differenz zwischen den Drük- ken in der Leitung 34 beim untersten Gangschalt- punkt und bei der höchsten Drehzahl der Welle 11 wäre beträchtlich. Gemäss der Erfindung wird aber mit jedem Gangschaltpunkt jeweils die Öffnung <I>34a,
34b</I> bzw. 28 zugeschaltet, die einen derartigen starken Druckanstieg vermeidet, indem eine immer grössere Menge des Mediums abströmen kann. Den Öffnungen<I>34a</I> und 34b ist ferner je eine Drossel 26 bzw. 27 nachgeschaltet, die mittels einer Schraube 37 bzw. 38 einstellbar ist. Die regelbare Drossel hat die Aufgabe, die durch die Öffnungen abströmende Menge des Mediums zu regeln, damit die zugeordne ten Gangwechsel bei wählbaren Abtriebsdrehzahlen stattfinden können, ohne dass die Federn 30, 31, 32 geändert werden müssen.
Im folgenden sei die Funktion der Gangschaltein- richtung erläutert. Im Leerlauf ist ein in der Leitung 29 befindlicher Absperrhahn 39 geschlossen. Erst nach dessen Öffnen wird der erste Gang wirksam, weil nun bei der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Kol bens 23 die von der Füllpumpe geförderte Arbeits- flüssigkeit über die Leitungen 29 und 13 den Kreis lauf 8 füllen kann. Bei steigender Drehzahl der Ab triebswelle 11 steigt auch der Druck in der Leitung 34 an,
bis bei einer bestimmten Abtriebsdrehzahl dieser Druck den Druck der Feder 30 überwindet und den Kolben 23 soweit bewegt, dass von der Füllpumpe 12 über die Leitung 29, eine Zwischenleitung 40 und die Leitung 14 der Kreislauf 9 gefüllt und dadurch der zweite Gang eingelegt wird. Der Kreislauf 8 kann sich gleichzeitig über die Leitung 13 und eine Boh rung 41 entleeren bzw. wird über 13 und 41 belüftet, sofern ein Arbeitsflüssigkeitsaustritt am Kreislauf selbst vorhanden ist.
Zugleich mit dieser Stellung des Kolbens 23 tritt ein Teil des von der Pumpe 33 ge förderten Mediums nunmehr auch durch die Öffnung 34a aus, und zwar mit steigendem Druck ein immer grösserer Teil, weil mit steigendem Druck der Kolben 23 immer mehr angehoben wird und einen immer grösseren Querschnitt der Leitung 34a freigibt, so lange, bis dieser Querschnitt die Grösse der Drossel öffnung 26 erreicht hat. Von dieser Drehzahl an ist nur die Drosselöffnung für den Druckanstieg massge- bend, der nunmehr nach einer anderen, flacheren Parabel erfolgt.
Bei weiterhin ansteigender Abtriebsdrehzahl ist der Umschaltpunkt zum dritten Gang dann erreicht, wenn durch den Druck in der Leitung 34 auch der Kolben 24 angehoben wird. In diesem Augenblick wird über die Leitungen 29, 40, über eine weitere Zwischenleitung 42 und über die Leitung 15 der Kreislauf 10 gefüllt und damit kraftübertragungsfä- hig. Ferner wird nun der Kreislauf 9 über die Leitung 14 und einer weitere Leitung 43 entleert bzw. belüf tet.
Mit dem Anheben des Kolbens 24 wird gleich zeitig die Öffnung 34b freigegeben, so .dass der Druck anstieg in dieser Leitung bei weiterhin steigender Ab triebsdrehzahl und damit steigender Drehzahl der Pumpe 33 nicht nach der zuletzt gültigen Druckpara bel, sondern zunächst in geringerem Masse erfolgt und dann nach einer noch flacher verlaufenden Druckpa rabel verläuft.
Bei einer noch höheren Abtriebsdrehzahl wird schliesslich derjenige Umschaltpunkt erreicht, bei dem das Getriebe vom dritten auf den vierten Gang schaltet. Hierzu bewegt das Druckmedium in der Lei tung 34 den Kolben 25 nach oben, so dass von der Leitung 29 das Druckmittel über die Leitungen 40, 42, 59 den Kolben 21 beaufschlagt und diesen nach links drückt. Dabei wird die Reibkupplung 17/18 be tätigt und das Motormoment von der Motorwelle 2 über die Stirnräder 5, 16 auf die Abtriebswelle 11 geleitet.
Gleichzeitig wird der Kreislauf 10 über die Leitung 15 und eine Leitung 44 entleert bzw. belüf tet, und Druckmittel in der Leitung 34 kann über die Öffnung 28 abströmen, so dass sich der Druck in die ser Leitung nur noch geringfügig erhöhen kann, obwohl auch noch im vierten Gang eine u. U. erheb liche Drehzahlsteigerung des Motors möglich ist.
Die Schaltcharakteristik hängt im wesentlichen von der Kraft der Federn 30, 31, 32 ab. Werden da- her die Widerlager 44a, 45, 46 dieser Federn axial verschoben, so ändert sich die Federspannung und damit die Schaltcharakteristik des Getriebes. Eine solche Möglichkeit ist in Fig. 1 dargestellt. Die in Form von Kolben ausgebildeten, axial verschiebba ren Widerlager 44a, 45, 46 können durch je eine, um eine ortsfeste Achse schwenkbare Nockenscheibe 47, 48 bzw. 49 bewegt werden.
Die Nockenscheiben wer den über ein Gestänge 50, 51, 52 von einem Pedal 53 betätigt, das ferner über einen Hebel 54 mit einem Leistungsregelorgan 55 des Motors 1 verbunden ist.
Das Herunterschalten der Gänge erfolgt in ent sprechender Weise bei abnehmender Abtriebsdreh- zahl und damit bei sinkendem Druck in der Leitung 34. Lediglich der Abfluss der Arbeitsflüssigkeit aus dem den Kolben 21 umgebenden Zylinder über die Leitung 59 bzw. aus den Kreisläufen 8, 9, 10 erfolgt nun über je eine Leitung 56, 57, 58 statt wie beim Hochschalten über die Leitungen 41, 42, 43.
In Fig. 2 ist der Verlauf des Druckes (p) in der Leitung 34 in Abhängigkeit der Abtriebsdrehzahl n der Welle 11 im Zusammenhang mit den Gangschal tungen dargestellt. Hierbei ist mit 60 die Druckpara bel bezeichnet, die bei steigender Drehzahl auf Grund lediglich der Drossel 35/36 (s. Fig. 1) entsteht. Eine solche Druckparabel erhielt man bisher bei den nor malen Gangschalteinrichtungen dieser Art. Der rela tiv steile Anstieg dieser Druckparabel lässt erkennen, dass der Druck insbesondere bei mehreren Gängen erheblich zunimmt, was die oben bereits dargelegten Nachteile mit sich bringt.
Gemäss der Erfindung wind die Druckparabel 60 jedoch nur bis zum ersten Gangschaltpunkt 61 bei n1 benutzt. Bei n1 erfolgt nämlich die Umschaltung vom ersten in den zweiten Gang. Von nun an wird bei steigender Drehzahl auf die Druckparabel 62 übergegangen und bis zum nächsten Umschaltpunkt 63 bei n, benutzt. Der Ver lauf der Druckparabel 62 wird bestimmt durch die Einstellung der Drosseln 36 und 26 (s. Fig. 1).
Der übergang von der Parabel 60 zur Parabel 62 geht bei nur geringfügig ansteigendem Druck vonstatten, und zwar deshalb, weil die untere Steuerkante des Kol bens 23 (s. Fig. 1) die Öffnung 34a mit wachsendem Druck mehr und mehr freigibt. Erst von der Drehzahl an, der der Punkt 64 der Parabel 62 entspricht und bei der die Öffnung 34a der Drosselöffnung 26 ent spricht, ist dann lediglich die Drossel 26 gemeinsam mit der Drossel 36 für den weiteren Druckverlauf massgebend.
Der nächste Umschaltpunkt (zum dritten Gang) ist bei der Drehzahl n.= (Punkt 63) erreicht. Bei dieser Drehzahl wird die Druckparabel 62 verlassen. Bis beim Punkt 65 die nächste Druckparabel 66 erreicht wird, steigt der Druck p aus dem oben er wähnten Grunde wiederum sehr langsam an. Massge- bend für die Druckparabel 66 sind nunmehr die Drosseln 36, 26, 27.
Im Punkt 67 bei der Drehzahl n" ist der Druck so stark angestiegen, dass auch der Kolben 25 (s. Fig. 1) nach oben bewegt wird, wobei - wie beschrieben - der vierte Gang eingelegt wird. Durch das Anheben des Kolbens 25 (s. Fig. 1 ) wird die Öffnung 28 mit der Druckleitung 34 verbunden, wodurch der Druck anstieg nunmehr gemäss zier Kurve 68 (s. Fig. 2) bei weiterhin steigender Abtriebsdrehzahl vonstatten geht, bis die Maximaldrehzahl n",ax erreicht ist.
Bei Rückschaltung der Gänge erfolgt die Druck abnahme, des Druckeis p ebenfalls entlang der aus gezogenen Linie in Fig. z. Bei Änderung der Motor last oder bei Übergas (Kickdown) ergibt sich bei glei chem Verlauf der Druckparabeln eine Verschiebung der Gangschaltpunkte auf den entsprechenden Para beln, und zwar als Folge der Änderung der Feder kräfte der Federn 30, 31, 32 (s. Fig. 1). Bei Übergas beispielsweise erfolgt der Gangwechsel vom ersten zum zweiten Gang nicht mehr bei n1, sondern etwa bei der höheren Drehzahl n1 im Punkt 61'.
Die Verstellbarkeit der Drosseln 26 und 27 mit tels der Schrauben 37 und 38 (s. Fig. 1) hat dagegen eine Veränderung des Verlaufs der Druckparabeln 62, 66 (s. Fig. 2) zur Folge. So wird z.
B. durch Ver,- kleinerung des Querschnittes der Drossel 26 der Ver lauf der Druckparabeln 62, 66 auf einen Verlauf der strichpunktiert gezeichneten Parabeln 62a bzw. 66a verändert, wodurch die Schaltpunkte von 63 und 67 unter Beibehaltung des von der Federkraft abhängi gen Druckes nach 63a bzw. 67a rücken, die Gang schaltungen also bei niedrigeren Geschwindigkeiten erfolgen.
Will man jedoch die Unischaltung vom dritten zum vierten Gang wieder wie vorher bei n, erfolgen lassen, so kann man dies durch Vergrössern des Querschnittes der Drossel 27 erreichen. Somit kann jeder Umschaltpunkt für sich mit Hilfe der Drosselverstelleinrichtung wunschgemäss eingestellt werden.
In Fig.3 ist eine Gangschalteinrichtung darge stellt, bei der der Schaltkolben selbst keine Steuer kante des Ventils aufweist, sondern bei der der Schaltkolben ein gesondert angeordnetes, mit diesem formschlüssig verbundenes Ventil betätigt. Aus Vereinfachungsgründen wurde als Getriebe nur ein Zweiganggetriebe 69 mit zwei Strömungskreisläufen 70, 71 gewählt, das in ähnlicher Weise wie das Ge triebe nach Fig. 1 durch wahlweises Füllen und Ent leeren der Kreisläufe geschaltet wird, und zwar über Leitungen 72, 73, von denen je nach Stellung eines Kolbens 75 eine über eine weitere Leitung 74 mit einer nicht dargestellten Füllquelle und von denen die andere über Leitung 76 bzw. 77 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
In einer Leitung 78 steht der z. B. mit der Abtriebsdrehzahl des Getriebes wach sende Schaltdruck an, der den Kolben 75 gegen die Kraft einer Feder 79 bewegt. Der Kolben 75 weist ferner einen Mitnehmer 80 auf, der bei einer be stimmten Stellung des Kolbens einen Ventilkörper 81 von seinem Schliess-Sitz (Platte 82) hebt und dann das Schaltmedium aus der Leitung 78 durch eine Öffnung 82a und eine Leitung 83 ins Freie abströ men lässt.
Ist die Abtriebsdrehzahl so angestiegen, dass der nächsthöhere Gang eingelegt werden soll, so wird durch den Druck in der Leitung 78 der Kolben nach oben bewegt. Nunmehr wird der Kreislauf 71 über die Leitung 73 gefüllt sowie der bisher gefüllte Kreis lauf 70 über die Leitungen 72, 76 entleert bzw. belüf tet. Gleichzeitig ist der Ventilkörper 81 von dem Kolben 75 gegen die Kraft einer Feder 86 von sei nem Sitz abgehoben worden, so dass das Schaltme dium über die Öffnung 82a abfliessen kann.
Damit wird der Druckverlauf in analoger Weise wie bei der Gangschalteinrichtung nach Fig. 1 beeinflusst.
Auch nach Fig. 4 ist in einer Leitung 90 ein bei spielsweise von der Abtriebsdrehzahl eines Getriebes 89 abhängiger Druck vorhanden, der einen Kolben 91 zuerst gegen den Druck einer Feder 92 und bei weiterer Kolbenbewegung gegen den Druck der Federn 92 und 93 bewegt. Jeder Abtriebsdrehzahl entspricht somit eine bestimmte Stellung des Kolbens 91.
An einer mit dem Kolben 91 verbundenen Stange 94 ist ein elektrischer Kontaktarm 95 befestigt, der je nach Stellung des Kolbens Kontakte 96, 97 oder 96, 98 oder 96, 99 schliesst und damit von einer Strom quelle 108 über elektrische Leitungen 100, 101, 102, 103, 104 eine der drei Elektromagnetkupplungen 105, 106, 107 des Getriebes 89 betätigt. Jede dieser drei Kupplungen des Getriebes 89 bewirkt eine Gangstufe. Der Aufbau eines solchen Dreiganggetrie bes ist so bekannt, dass auf Einzelheiten der Darstel lung hier verzichtet werden kann.
Eine weitere am Kolben befestigte Stange 109 trägt einen Kontaktarm 110, der in der oberen Lage keinen Kontakt betätigt und in der unteren Lage einen Kontakt 111 mit einem Schiebewiderstand 112 verbindet. Im letzten Fall wird über elektrische Lei tungen 113, 114 eine Wicklung 118 aus einer Strom quelle 120 unter Strom gesetzt.
Je nach Stellung des Kolbens 91 liegt dabei die Wicklung 118 an einer höheren oder niedrigeren Spannung und betätigt dementsprechend den Anker 119 in, seiner Verschie berichtung, und zwar gegen den Druck einer Feder 122 oder zweier Federn 122, 123. Mit dem Anker ist ein Kolben 121 verbunden, der zusammen mit öff- nungen 124, 125 zwei Ventile bildet, die gegebenen falls ein Abströmen des Mediums aus der Leitung 90 zulassen.
In der gezeichneten Stellung ist der unterste Gang (Kupplung 105) eingelegt, da der Druck in: der Lei tung 90 den Kolben 91 noch nicht aus seiner oberen (gezeichneten) Endlage bewegt hat und daher die Kupplung 105 infolge Schliessens der beiden Kon takte 96, 97 Strom erhält.
Erst wenn bei steigender Getriebedrehzahl durch den steigenden Druck in der Leitung 90 der Kolben 91 hinuntergedrücktwird, bis etwa zur Anlage an der Feder 93, wird die Kupplung 105 stromlos, die Kupplung 106 über die Verbindung der beiden Kontakte 96, 98 betätigt und damit der zweite Gang eingelegt. Die Bewegung des Kolbens 91 schliesst noch einen weiteren Kontakt, nämlich den zwischen 111 und 112, wodurch die nun stromdurch flossene Wicklung 118 ein derartiges Magnetfeld er- zeugt, dass der Anker<B>119</B> gegen die Kraft der Feder 122 soweit gehoben wird,
dass das Druckmedium in der Leitung 90 über die Öffnung 124 abströmen kann. Der dritte Gang schliesslich wird bei weiterhin steigendem Druck dadurch eingeschaltet, dass unter Zusammendrückung der beiden Federn 92, 93 der Kolben den Stromkreis der Kupplung 106 unter bricht und den der Kupplung 107 schliesst. Gleich zeitig wird die Spannung an der Wicklung 118 er höht, wobei der Kolben 121 gegen die Kraft der bei den Federn 122, 123 so hoch angehoben wird, dass auch die Öffnung 125 das Druckmedium aus der Lei tung 90 abfliessen lässt und damit den Druckverlauf beeinflusst. Bei dieser Ausführung können die Ven tile 121/l24 und 121/125 unabhängig vom Standort des Schaltkolbens 91 angeordnet werden.
In Fig. 5 ist der linke Teil der Gangschalteinrich- tung 22 nach Fig. 1 in abgewandelter Form darge stellt. Während der Kolben 23 und die Leitungen 13, 29, 34, 34a, 41 und 56 der Gangschalteinrichtung 22a genau so wie nach Fig. 1 ausgebildet sind und auch dieselben Funktionen ausüben wie die entspre chenden Teile nach Fig. 1, ist die auf den Kolben 23 mittels Federn wirkende Primärkraft nunmehr durch den Druck eines Mediums ersetzt.
Der Druck wird von einer Zahnradpumpe 130 erzeugt und durch Leitungen 131, 132 in den Raum 133 weitergeleitet, wo er den oberen Teil des Kolbens beaufschlagt. Das von der Pumpe geförderte Medium kann über eine Drossel 134 und eine Leitung 135 abströmen. Ferner kann die Druckhöhe durch eine den Querschnitt der Drossel 634 verändernde Schraube<B>136</B> verändert werden. Die Leitung 131 führt weiter zu den anderen Kolben der Gangschalteinrichtung, die in Fig. 5 nicht gezeigt sind.
Falls die Pumpe vom Motor des Getriebes ange trieben wird und der Motor eine Verbrennungskraft maschine ist, ändert sich der Druck in der Leitung 131 mit der Motordrehzahl und bewirkt - ebenso wie die entsprechende Vorrichtung gemäss Fig. 1 eine in den meisten Fällen vorteilhafte Beeinflussung der Gangschaltung.
Fig. 6 zeigt eine andere Abwandlung der Gang schalteinrichtung nach Fig. 1, insofern nämlich, als die Öffnungen 34a, 34b und 28 und die Drosseln 26, 27 mit den Schrauben 37, 38 nicht mehr neben den Kolben 23, 24, 25 nach Fig. 1, sondern gesondert angeordnet sind. Ferner werden gemäss der Anord nung nach Fig. 6 die Öffnungen zum Abströmen des Druckmediums nicht mehr vom Steuerorgan, sondern von einem gesonderten Kolben geöffnet bzw. abge sperrt.
Die Öffnungen 34a, 34b und 28 werden näm lich nach Fig. 6 von einem gemeinsamen Kolben 141 je nach dessen Stellung geöffnet, so dass das Medium aus der mit der einstellbaren Drossel 35/36 versehe- nen Leitung 34 und einer kurzen Verbindungsleitung 140 abströmen kann. Die Stellung des Kolbens 141 richtet sich hierbei nach dem Druck in der Leitung 34 und nach der Steifigkeit einer Feder 142. Letztere weist ein verschiebbares Widerlager 143 auf, das mittels einer schwenkbaren Nockenscheibe 144 be wegt werden kann.
Die Nockenscheibe 144 ist mit der Stange 50, die gemäss Fig. 1 ebenfalls die Nok- kenscheibe 47, 48, 49 verschwenkt, und mithin mit dem Gaspedal 53 des Motors 1 verbunden. Die Feder 142 und die Bewegung des Widerlagers 143 sind auf die Charakteristik der Gangschalteinrichtung 22 (s. Fig. 1), auch bezüglich einer Beeinflussung der Primärkraft, z.
B. in Abhängigkeit von der dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge, abgestimmt, und zwar derart, dass, sobald die Gangschalteinrichtung 22 (s. Fig. 1) den zweiten Gang bewirkt hat, der Kol ben 141 die Öffnung 34a freigibt. Bei den anderen Gangschaltpunkten werden in entsprechender Weise die übrigen Öffnungen 34b und 28 freigegeben.
Schliesslich soll noch erwähnt werden, dass statt der Anordnung mehrerer Öffnungen für die einzelnen Gangschaltpunkte auch eine einzige Öffnung mit in Abhängigkeit der einzelnen Gangschaltpunkte verän derlichem Querschnitt vorgesehen werden kann.